JP5287363B2 - Drilling system - Google Patents
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Description
本発明は、場所打ち杭を構築するための掘削システムに関する。 The present invention also relates to a drilling system for the construction of cast-in-place pile.
従来より、掘削孔内を安定液により満たして孔壁を保護しながら、掘削機により地盤を削孔し、掘削孔内に鉄筋かごを建て込んだ後、掘削孔内にコンクリートを打設することにより場所打ち杭を構築する方法が用いられている。この際、安定液に掘削土砂が混じった泥水を掘削孔内から回収するとともに、その回収分に相当する量の安定液を掘削孔内に供給し、安定液を循環させる必要がある。 Conventionally, the ground is drilled with an excavator and a rebar cage is built in the excavation hole, and concrete is placed in the excavation hole while filling the excavation hole with a stabilizing liquid to protect the hole wall. The method of building cast-in-place piles is used. At this time, it is necessary to collect muddy water in which the excavated sediment is mixed with the stable liquid from the inside of the excavation hole, and supply an amount of the stable liquid corresponding to the collected amount into the excavation hole to circulate the stable liquid.
このように安定液を循環させる方式としては、図5(A)に示すように、安定液を掘削機240のロッド241内の配管242を通して掘削孔11の底部に排出するととともに、掘削孔11からピット12に溢れ出した泥水をポンプ236により回収し、泥水から土砂を除去したものを再度安定液として掘削孔11内に供給する正循環方式と、図5(B)に示すように、掘削機240のビット243の先端から泥水を回収し、回収した泥水から土砂を除去したものを安定液として地表部から掘削孔11内に供給する逆循環方式とが知られている。
As shown in FIG. 5A, the stabilizing liquid is circulated to the bottom of the
また、例えば、特許文献1には、このような正循環方式と逆循環方式を切換え可能な循環式掘削機が記載されている。かかる循環式掘削機によれば、逆循環方式により掘削孔内の土砂をロッドを通して排出している際に、ロッド内に土砂が詰まった場合に、正循環方式に切り替えることで、ロッド内を安定液が逆流するため、ロッドを引き上げることなく詰まった土砂を取り除くことができる。 Further, for example, Patent Document 1 describes a circulation excavator capable of switching between such a normal circulation method and a reverse circulation method. According to such a circulation excavator, when the sediment in the drilling hole is discharged through the rod by the reverse circulation method, when the sediment is clogged in the rod, the inside of the rod is stabilized by switching to the normal circulation method. Since the liquid flows backward, the clogged earth and sand can be removed without lifting the rod.
ここで、正循環方式及び逆循環方式の何れの方式においても、サンドポンプにより掘削孔から安定液とともに土砂を排出しているが、サンドポンプと掘削孔との距離が長くなると、掘削孔からサンドポンプまでの配管内に空隙が生じやすくなる傾向がある。このように、サンドポンプに接続された配管内に空気が入り込んでしまうと、吸引力が低下してしまうため、従来は、サンドポンプを掘削孔の近傍に設置する必要があった。 Here, in both the normal circulation method and the reverse circulation method, the sand pump discharges earth and sand together with the stabilizing liquid from the drilling hole. However, if the distance between the sand pump and the drilling hole becomes longer, the sand pump removes the sand from the drilling hole. There is a tendency that voids are likely to occur in the pipe to the pump. As described above, if air enters the pipe connected to the sand pump, the suction force is reduced. Therefore, conventionally, it has been necessary to install the sand pump in the vicinity of the excavation hole.
しかしながら、例えば、鉄道軌道上での施工など、狭隘な敷地での施工の際には、サンドポンプを掘削孔の近傍に設置することが困難なことがあった。また、複数の杭を施工する場合には、サンドポンプの設置及び撤去に多くの時間を要し、施工性が低下してしまうという問題があった。 However, in the case of construction on a narrow site such as construction on a railway track, it may be difficult to install a sand pump near the excavation hole. Moreover, when constructing a plurality of piles, it took a lot of time to install and remove the sand pump, and there was a problem that workability deteriorated.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、場所打ち杭を構築する際にサンドポンプを掘削孔から離間した位置に設置できるようにすることである。 This invention is made | formed in view of said problem, The objective is to enable it to install a sand pump in the position spaced apart from the excavation hole, when constructing a cast-in-place pile.
本発明の掘削システムは、地盤を削孔して掘削孔を形成する掘削機と、回収された泥水を処理して安定液を精製する安定液処理プラントと、前記安定液処理プラントから安定液を前記掘削孔内に送る送泥配管と、中間部に吸引ポンプが設けられ、前記掘削孔内の安定液を前記安定液処理プラントへ送る排泥配管と、を備えた、場所打ち杭を構築する際に掘削孔を削孔するための掘削システムであって、前記送泥配管が前記掘削機に接続されると共に前記排泥配管が前記掘削孔に接続される状態と、前記送泥配管が前記掘削孔に接続されると共に前記排泥配管が前記掘削機に接続される状態とを切り替えることが可能な循環切替装置を備え、前記排泥配管の前記循環切替装置と前記吸引ポンプとの間の上部に、分岐配管が接続されており、当該分岐配管にはコンプレッサーから圧縮空気が供給され、当該圧縮空気を一方向に向かって吹出すことにより、吸引口から排出口に向かって気流を生じさせることができるジェットポンプの前記吸引口が接続されていることを特徴とする。 The excavation system of the present invention includes an excavator that drills the ground to form an excavation hole, a stable liquid treatment plant that processes the recovered mud water to purify the stable liquid, and a stable liquid from the stable liquid treatment plant. Constructing a cast-in-place pile comprising a mud feed pipe that is fed into the excavation hole, and an exhaust mud pipe that is provided with a suction pump in the middle and sends the stabilizing liquid in the excavation hole to the stabilizing liquid treatment plant A drilling system for drilling a drilling hole when the mud feeding pipe is connected to the excavator and the drainage pipe is connected to the drilling hole; It is connected to the wellbore with the waste sludge pipe circulation switching device capable of switching between a state of being connected to the excavator, between the suction pump and the circulation switching device of the waste sludge pipe A branch pipe is connected to the top, and The branch pipe is connected with the suction port of the jet pump, which is supplied with compressed air from a compressor and blows the compressed air in one direction to generate an air flow from the suction port to the discharge port. It is characterized by.
本発明によれば、ジェットポンプによりサンドポンプに接続された配管内の空気を除去することができる。これにより、サンドポンプの吸引力の低下を防ぎ、サンドポンプを掘削孔から離間した位置に設置することができる。 According to the present invention, air in a pipe connected to a sand pump can be removed by a jet pump. Thereby, the fall of the attraction | suction force of a sand pump can be prevented and a sand pump can be installed in the position spaced apart from the excavation hole.
以下、本発明の掘削システムの一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の掘削システム10は、掘削機40と、安定液処理プラント20と、掘削機40と安定液処理プラント20との間を結ぶ配管系統100と、により構成される。
Hereinafter, an embodiment of the excavation system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
掘削機40は、地表に設置された掘削機本体41と、先端に掘削ビット43が接続され、内部を配管44が挿通するロッド42と、ロッド42を回転させる回転機構45と、を備えてなる。掘削機40は、掘削機本体41を地上に配置し、回転機構45によってロッド42を回転させることにより、ロッド42の先端に取り付けられた掘削ビット43で地盤を掘削する。なお、本実施形態では、回転機構45を掘削機本体41の上部に有する掘削機40を用いたが、回転機構45を掘削機本体41の下部に有する掘削機40を用いてもよい。
The
安定液処理プラント20は、掘削孔11内から回収された泥水が配管系統100を通じて供給され、泥水から土砂を除去したものを安定液として、再度、配管系統100を通じて掘削孔11へ供給する。
The stable
配管系統100は、循環切換装置30と、安定液処理プラント20と循環切換装置30の間を結ぶ第1の配管系統110と、循環切換装置30と掘削機40の間を結ぶ第2の配管系統120とにより構成される。
The
第1の配管系統110は、安定液処理プラント20において土砂が除去された安定液を循環切換装置30へ送るプラント側送泥配管111と、土砂が含まれた安定液を循環切換装置30から安定液処理プラント20へ送るプラント側排泥配管112とにより構成される。プラント側送泥配管111の安定液処理プラント20側の端部には安定液を圧送するためのポンプ114が取り付けられている。また、プラント側排泥配管112の安定液処理プラント20側の端部近傍には、泥水を吸引するためのサンドポンプ113が取り付けられている。
The
また、プラント側排泥配管112の循環切換装置30とサンドポンプ113との間には、分岐配管150が設けられており、この分岐配管150にはジェットポンプ151が接続されている。ジェットポンプ151にはコンプレッサー152が接続されており、圧縮空気が供給される。
Further, a
図2は、ジェットポンプ151の構成を示す断面図である。同図に示すように、ジェットポンプ151は、吸引口161側から排出口160側に向かって徐々に径が小さくなるような円錐状に形成された胴体部170を備えている。分岐配管150は吸引口161に接続されている。胴体部170の吸引口161側には円環状の噴射室172が形成されており、この噴射室172にはコンプレッサー152から空気供給口171を通して圧縮空気が供給される。噴射室172と胴体部170の内部空間174との間には、内部空間174に向かって狭くなるような通風口173が形成されている。噴射室172に供給された圧縮空気は、通風口173を通ることで勢いが増した状態で、内部空間174に噴射される。これにより、ジェットポンプ151の内部には吸引口161側から排出口160側へと向かう気流が生じる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
かかる構成により、ジェットポンプ151は、吸引口161側から流体を吸引し、排出口160側へと噴射することができる。
第2の配管系統120は、循環切換装置30と掘削機40とを結ぶように設けられた第1の装置側配管130と、掘削孔11と循環切換装置30とを結ぶように設けられた第2の装置側配管140とにより構成される。第1の装置側配管130はスイベルジョイント(不図示)を介して掘削機40に接続されている。
With this configuration, the
The
以下、上記の掘削システム10を用いた地盤の掘削方法を説明する。
まず、安定液を正循環させながら、地盤を掘削して掘削孔を形成する。安定液を正循環させる場合には、図3に示すように、循環切換装置30の切換配管33、34に取り付けられた閉止弁36,37を閉鎖するとともに、配管31、32に取り付けられた閉止弁35、38を開放し、ポンプ114及びサンドポンプ113を起動させる。また、これと同時にコンプレッサー152を起動させ、ジェットポンプ151に圧縮空気を供給する。
Hereinafter, a ground excavation method using the
First, the ground is excavated to form an excavation hole while the stabilizing liquid is normally circulated. When the stabilizing liquid is normally circulated, as shown in FIG. 3, the
ジェットポンプ151に圧縮空気を供給すると、ジェットポンプ151は分岐配管150を通じて、プラント側排泥配管112内の空気を吸引し、外部へと放出する。これにより、プラント側排泥配管112内を真空状態へと近づけることができ、サンドポンプ113の吸引力が向上するため、サンドポンプ113と掘削孔11との距離が大きく離れていても、サンドポンプ113により掘削孔11内の泥水を安定液処理プラント20まで送ることができる。
When compressed air is supplied to the
なお、コンプレッサー152によるジェットポンプ151への圧縮空気の供給はプラント側排泥配管112内の空気が十分排出されたことを確認した後、停止する。なお、空気が十分に排出されたことは、例えば、(1)ジェットポンプ151の排出口160から安定液が排出されるのを目視確認する方法、(2)プラント側排泥配管112内の圧力を測定し、所定の圧力まで達したことを確認する方法、(3)コンプレッサー152の起動からの時間を管理し、起動からの時間が所定時間に到達するまでコンプレッサー152を起動させる方法などにより確認することができる。
このように安定液を正循環させながら、場所打ち杭の下端に相当する深さまで掘削孔11の掘削を行う。
The supply of compressed air to the
In this way, the
場所打ち杭の下端に相当する深さまで掘削孔11を削孔が完了したら、掘削機40のビット43の回転を停止するとともに、ポンプ114及びサンドポンプ113を一端停止する。そして、循環切換装置30を切り替えた後、再度、ポンプ114及びサンドポンプ113を起動させて安定液を逆循環させる。
When the
図3に示すように、安定液を逆循環させる際には、循環切換装置30の切換配管33、34に取り付けられた閉止弁36、37を開放するとともに、配管31、32に取り付けられた閉止弁35、38を閉鎖し、ポンプ114及びサンドポンプ113を起動させる。また、これと同時にコンプレッサー152を起動させ、ジェットポンプ151に圧縮空気を供給する。
As shown in FIG. 3, when the stabilizing liquid is reversely circulated, the closing
これにより、正循環の場合と同様に、サンドポンプ113と掘削孔11との距離が大きく離れていても、サンドポンプ113により、掘削孔11内の泥水を安定液処理プラント20まで送ることができる。
Thereby, similarly to the case of the normal circulation, even if the distance between the
このようにして、安定液を逆循環させることにより、掘削孔11の底部に溜まったスライムを排出することができる。
Thus, the slime collected at the bottom of the
上記のように、所定の期間、逆循環を行った後、掘削機40を撤去し、掘削孔11内へ鉄筋かごを挿入する。そして、掘削孔11内にトレミー管を通してコンクリートを打設する。打設したコンクリートが硬化することで場所打ち杭の構築が完了する。
As described above, after the reverse circulation is performed for a predetermined period, the
以上説明したように、本実施形態によれば、ジェットポンプ151によりプラント側排泥配管112内の空気を外部へ放出することで、プラント側排泥配管112内を真空状態に近づけることができる。これにより、プラント側排泥配管112内に空気が残存することによりサンドポンプ113の吸引力が低下することを防止できるため、サンドポンプ113を掘削孔11から離間した位置に設けることが可能となる。これにより、サンドポンプ113の設置位置の制約がなくなり、狭隘な敷地などでもスムーズに施工することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the inside of the plant-
また、複数の場所打ち杭を構築する場合には、従来は、サンドポンプ113を掘削孔11の近傍に設置しなければならなかったため、各杭の構築位置の近傍にサンドポンプ113を移動して設置する必要があったが、本実施形態によれば、上記のようにサンドポンプ113を掘削孔11から離間した位置に設けることが可能となることで、サンドポンプ113を一箇所に設置した状態での施工が可能となる。
Moreover, when constructing a plurality of cast-in-place piles, conventionally, since the
なお、本実施形態では、サンドポンプ113と掘削孔11とを結ぶプラント側排泥配管112内の空気を除去する場合について説明したが、これと同様に、例えば、サクションポンプが取り付けられた水などの液体が流れる配管において、配管内の空気を除去する場合などにも本発明を適用できる。さらに、液体が流れる配管内の空気を除去する場合に限らず、液体を収容する容器内の気体を除去する場合にも本発明を適用することができる。
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the air in the plant side
10 掘削システム 11 掘削孔
20 安定液処理プラント 30 循環切換装置
31、32 配管 33、34 切換配管
35、36、37、38 閉止弁 40 掘削機
41 掘削機本体 42 ロッド
43 ビット 44 配管
45 回転機構 100 配管系統
110 第1の配管系統 111 プラント側排泥配管
112 プラント側送泥配管 113 サンドポンプ
114 ポンプ 120 第2の配管系統
150 分岐配管 151 ジェットポンプ
152 コンプレッサー 160 排出口
161 吸引口 170 胴体部
171 空気供給口 172 噴射室
173 通風口 174 内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記送泥配管が前記掘削機に接続されると共に前記排泥配管が前記掘削孔に接続される状態と、前記送泥配管が前記掘削孔に接続されると共に前記排泥配管が前記掘削機に接続される状態とを切り替えることが可能な循環切替装置を備え、
前記排泥配管の前記循環切替装置と前記吸引ポンプとの間の上部に、分岐配管が接続されており、
当該分岐配管にはコンプレッサーから圧縮空気が供給され、当該圧縮空気を一方向に向かって吹出すことにより、吸引口から排出口に向かって気流を生じさせることができるジェットポンプの前記吸引口が接続されていることを特徴とする掘削システム。 An excavator that drills the ground to form an excavation hole, a stable liquid treatment plant that processes the recovered mud water to purify the stable liquid, and a feed for sending the stable liquid from the stable liquid treatment plant into the excavation hole. Drilling the excavation hole when constructing a cast-in-place pile comprising a mud pipe and a suction mud pipe provided with a suction pump in the middle and sending the stabilizing liquid in the excavation hole to the stabilizing liquid treatment plant A drilling system for
The mud feed pipe is connected to the excavator and the exhaust mud pipe is connected to the excavation hole, and the mud feed pipe is connected to the excavation hole and the exhaust mud pipe is connected to the excavator. Provided with a circulation switching device capable of switching between connected states,
A branch pipe is connected to the upper part of the mud pipe between the circulation switching device and the suction pump,
Compressed air is supplied from the compressor to the branch pipe, and the suction port of the jet pump that can generate an air flow from the suction port to the discharge port by blowing the compressed air in one direction is connected Excavation system characterized by being.
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